Ученые предложили новый способ синтеза углеродных наноточек, перспективных для биомедицины
Международная группа ученых, в которую вошли исследователи ИТМО, СПбГУ, Дрезденского технического университета, ФТИ имени А. Ф. Иоффе и Городского университета Гонконга, создала уникальные водорастворимые углеродные наноточки с эффективной люминесценцией в длинноволновой области спектра. Ученые также смогли добиться рекордного значения квантового выхода люминесценции в ближней инфракрасной области спектра для таких наночастиц. В перспективе полученные наночастицы можно использовать в качестве люминесцентного нетоксичного зонда для визуализации живых тканей.
С 2018 года в ИТМО работает лаборатория, сотрудники которой занимаются светоизлучающими углеродными квантовыми наноструктурами. Она была открыта на средства мегагранта РФ совместно с профессором Андреем Рогачем из Городского университета Гонконга. Ученые исследовали свойства углеродных точек, их внутреннюю структуру и механизм свечения. Также одной из задач было получение наночастиц с эффективным излучением в инфракрасном диапазоне, что особенно важно для дальнейшего использования наноматериала в медицинских целях.
Научной группе удалось создать углеродные наночастицы с излучением в области 1085 нанометров и квантовым выходом фотолюминесценции 0,28 %. Это максимально зарегистрированное значение для такого материала. Добиться этого результата удалось благодаря особой методике синтеза, которая была разработана сотрудниками Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе.
В предложенном учеными способе используются органические красители. Они помещаются в поры матрицы из кремниевых микросфер и подвергаются воздействию высокой температуры. Так получаются монодисперсные наночастицы, в которых сохранены центры излучения исходного красителя. Использование разных красителей и прекурсоров позволяет создавать углеродные наночастицы с излучением в широком спектральном диапазоне, применимые как в области биомедицины, так и для создания современных устройств фотоники. Более того, такой способ синтеза не требует последующей обработки и дополнительной очистки. Это значительно облегчает проведение экспериментов. А получаемые наночастицы еще и растворимы в воде, что также важно для биологических применений.
Фото: пресс-служба ИТМО